CC BY
7
УДК: 004.891.3
Черновалова М.В. старший преподаватель кафедра информационных технологий в экономике и управлении
филиал ФГБОУВО «НИУ «МЭИ» Россия, г.Смоленск Тарасов Е. О. студент магистратуры филиал ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ.»
Россия, г. Смоленск
ПРЕЦЕДЕНТНЫЕ МОДЕЛИ ДИАГНОСТИКИ ПОЖАРНОЙ
СИГНАЛИЗАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОНТОЛОГИЙ
Аннотация: В статье описывается модель, с помощью которой можно совершать диагностику сложных технических систем, в том числе и пожарной сигнализации с помощью прецедентного подхода с использованием онтологий.
Ключевые слова: прецедентный подход, онтологии, система поддержки принятия решений.
Tarasov E. O. graduate student branch of "NRU" MPEI" Russia, Smolensk
PRECEDENT MODELS OF DIAGNOSTICS OF A FIRE ALARM USING
ONTOLOGIES
Abstract: The article describes a model that can be used to diagnose complex technical systems, including fire alarm, using a precedent approach using ontologies.
Key words: precedent approach, ontology, decision support system.
В настоящее время, сложные технические системы (СТС) используются во всех сферах жизнедеятельности человека. Под СТС понимают системы, поведение которых сложно моделировать из-за сложных зависимостей между их частями или из-за сложных взаимодействий между данной системой и окружающей средой. Такие системы позволяют автоматизировать множество процессов на различных предприятиях. Однако, СТС нуждается в постоянной поддержке, контроле и мониторинге для обеспечения корректной и бесперебойной работы. Для таких целей используют системы поддержки принятия решений (СППР),
которые в свою очередь, контролируется человеком-оператором. Под СППР понимают компьютерную систему, которая нацелена на осуществление помощи человеку (оператору системы), который принимает решение в сложных ситуациях для актуального и объективного анализа той предметной деятельности, в которой такая система интегрирована.
К СТС относят системы пожарной сигнализации (ПС). Для системы ПС существуют СППР, которые позволяют контролировать работу системы и в той или иной ситуации, принять оператору системы решение о дальнейших действиях.
Системы ПС включают себя такие элементы как:
- Контрольная панель;
- Приёмно-контрольные приборы;
- Сенсорные устройства;
- Устройства оповещения;
Сенсорные, или датчики (извещатели) разделяют на пороговые (традиционные) и адресно-пороговые. Отличие заключается в топологии построения схемы и алгоритме опроса датчиков.
Приёмно-контрольный прибор циклически опрашивает подключенные пожарные извещатели с целью выяснить их состояние. При этом каждый извещатель в шлейфе имеет свой уникальный адрес и может находиться уже в нескольких статических состояниях: «норма», «пожар», «неисправность», «внимание», «запылён» и проч. В отличие от пороговых систем подобный алгоритм опроса позволяет с точностью до извещателя определить место возникновения пожара.
Большинство СППР для систем ПС основываются на статистических методах (собирается статистика, и на её основе формируется концепция дальнейшей работы). Данная концепция работы является недостаточной для принятия решений в области вопросов обеспечения безопасности человека, а именно в системах ПС. Недостаток заключается в статистическом методе, а именно в том, что такая система даёт приблизительный ответ, т.к. он основан на статистических данных. Поэтому, в большинств случаев, есть вероятность что система предложит неправильное решение оператору системы.
Для таких систем наиболее актуальным подходом является подход на основе прецедентов. Прецедентный подход (Case-Based Reasoning) — это методологический процесс решения новой проблемы путем повторного использования и адаптации решений, если это необходимо, которые были ранее получены при решении аналогичных проблем. Суть прецедентного решения заключается в применении накопленного опыта решения проблемы в процессе разработки решений новых проблем.
Прецедентный подход работает за счёт базы знаний (БЗ), которая хранит в себе информацию о прецедентах. Прецедент, в предлагаемой
информационной системе (ИС), будет хранить совокупность показателей каждого элемента системы пожарной сигнализации (ПС).
При автоматической диагностике системы ПС, предлагаемая модель будет выполнять опрос элементов ПС и на основе полученных ответов от устройств будет рассчитан результат диагностики системы. По окончанию диагностики, система сформирует экземпляр текущей ситуации, по которому будет осуществлён поиск прецедента. В БЗ будет осуществлён поиск ближайшего прецедента. После этого модель предложит автоматически исправить ошибку и уведомит пользователя системы о том, что произошло. Однако, если предложенное решение не устроит пользователя, то он может вмешаться в процесс исправления ошибки, тем самым дополнив БЗ адаптируемым прецедентом.
Однако недостаток этого подхода заключается в сложности хранения информации в условиях неопределённости. Одним из популярных на сегодняшний день способов хранения информации является онтология.
Онтология - это формально представленные на базе концептуализации знания о предметной области. Самым распространенным на данный момент является определение, предложенное в, согласно которому онтология есть точная (выраженная формальными средствами) спецификация концептуализации.
Главным преимуществом использования прецедентного подхода с онтологиями состоит в том, что к одному прецеденту может быть привязано несколько концептов онтологий. Это преимущество основывается на том, что онтология индексируется не по ключевым словам, как это происходит в обычных СППР, а по концептам онтологий, в которых учитывается уровень иерархии.
Пример разрабатываемой ИС представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 - Схема ИС
Как видно из схемы, в систему поступает информация о показателях датчиков через COM-порт. Данную информацию обрабатывает «Модуль обработки информации, полученной с преобразователя интерфейсов», и передаёт в «Модуль комплексной диагностики пожарной сигнализации». В данном модуле, поэтапно обрабатываются полученные показатели и отправляются в «Модуль обработки текущего состояния системы», где осуществляется поиск ближайшего прецедента и выводится результат в предыдущий модуль, а потом пользователю.
Такая система имеет преимущество перед системами основанными на статистических методах т.к., позволяет накапливать знания и использовать их в соответствии с ситуацией. Для поддержки актуальности и корректности решений в БЗ Предполагается, когда база знаний будет достаточно полная, то вмешательство пользователя будет минимальным.
Использованные источники:
1. Авдеенко Т.В., Макарова Е.С. Система поддержки принятия решений в ^-подразделениях на основе интеграции прецедентного подхода и онтологии // Вестник АГТУ. Сер.: Управление, вычислительная техника и информатика. 2017. №3. С85-99.
2. Никулина Ю.В. Обзор программного обеспечения для проектирования автоматической пожарной сигнализации: в сб. науч. тр. Проблемы управления в социально-экономических и технических системах. Саратов: Издательский центр «Наука», 2018. С. 390-392.
3. Черновалова М.В. Нечеткие прецедентные модели для управления проектами с использованием мультионтологического подхода// Прикладная информатика. 2021. Т.16. №2. С.4-16.
